Телескопа James Webb (телескопа James Webb): начална дата, оборудване

С всеки допълнителен сантиметър бленда, всеки допълнителен втори период на наблюдение и всеки допълнителен атом, атмосферни влияния, отдалечено от полево проучване телескоп, по-добре, по-дълбоко и по-ясно ще видите Вселената.

25-годишна "Хъбъл"

Когато телескопа "Хъбъл" започна дейността си през 1990 г., тя откри нова ера в областта на астрономията - пространство. Вече не е трябвало да се справят с атмосферата, облаците, или се притеснявате за електромагнитно трептене. Всичко, което е необходимо - е да се разположи на спътника на целта да се стабилизира и да се съберат фотони. Над 25 години космически телескопи започна да се покрие цялата електромагнитния спектър, което позволи за първи път да се разгледа на Вселената при всяка дължина на вълната на светлината.

Но както ни е известно е увеличил, както и повишена нашето разбиране на непознатото. Колкото по-далеч и виждаме във Вселената, толкова повече виждаме дълбоко миналото: краен период от време, тъй като Големия взрив, във връзка с крайната скорост на светлината осигурява ограничение за това, можем да наблюдаваме. Освен това, разширяването на пространството се работи срещу нас, разтягане на дължината на вълната на светлината на звездите, както той пътува из вселената на очите ни. Дори и най-космическия телескоп "Хъбъл", който ни дава най-дълбоките, най-зрелищните образи на Вселената, която някога сме открили, се ограничава в това отношение.

"Хъбъл" Недостатъци

"Хъбъл" - една невероятна телескоп, но има някои основни ограничения:

• Само 2.4 m в диаметър, който ограничава резолюция.
• Въпреки отразяващи покрития, е постоянно изложен на директна слънчева светлина, която се нагрява. Това означава, че в резултат на температурни въздействия, той не може да гледа от дължината на вълната на светлината над 1,6 микрона.
• Комбинацията от ограничен бленда и дължина на вълната, по които тя е чувствителна, което означава, че телескопът може да не виждат галактиката по-стари от 500 милиона години.

Тези галактики са перфектни, доколкото е съществувал, когато Вселената е била само около 4% от сегашното си възраст. Но ние знаем, че звездите и галактиките са съществували преди.

За да видите това, телескопът трябва да имат по-висока чувствителност. Това означава, че преходът към дълги вълни и по-ниски температури, отколкото "Hubble". Ето защо, и е създал телескопа James Webb.

Перспективи за наука

Телескопа James Webb (JWST) има за цел да се преодолеят тези ограничения е: с диаметър 6.5 m телескоп събира 7 пъти повече светлина, отколкото на "Хъбъл". Това отваря възможността за ултра висока резолюция спектроскопия от 600 пМ до 6 микрона (4 пъти по-голяма от дължината на вълната, която е в състояние да се види "Hubble"), за да се наблюдава средната инфрачервена област с по-голяма чувствителност, отколкото преди. JWST използва пасивно охлаждане до температура на повърхността на Плутон и е в състояние активно да се охлади на средата на инфрачервени устройства до 7 К. телескоп James Webb ще даде възможност да се направи науката, както никой преди това не е направено.

Той ще:

• наблюдава най-ранните галактики някога образувани;
• вижда през неутрален сонда газ и първата звезда reionization Вселената;
• извършва спектроскопски анализ на първите звезди (III от населението), формирани след Големия взрив;
• получите невероятни изненади, като откриването на най-ранните свръхмасивни черни дупки и квазари във Вселената.

изследвания Ниво JWST не е подобен на този в миналото, и така на телескопа беше избрана като флагман на мисията 2010s на НАСА.

научен шедьовър

От техническа гледна точка, новият Джеймс Уеб телескопа е истинско произведение на изкуството. Проектът е преминал дълъг път: имало надвишаване на бюджета, закъснения в графика и риска от анулиране на проекта. След намесата на новото ръководство се е променило. Проектът изведнъж придоби като часовници, бяха отделени средства, отчетени грешки, провали и проблеми, и екипът започна опаковане JWST във всички условия, графици и бюджетни ограничения. Стартирането е насрочено за месец октомври 2018 г. с ракета "Ариана 5". Екипът не само следва графика, тя има девет месеца оставени да се даде възможност за всякакви неочаквани ситуация, която е всички събрани и готови за тази дата.

James Webb телескоп се състои от четири основни части.

оптична единица

Тя включва всички огледала, от които най-ефективният осемнадесет позлатата сегментирани първична огледало. Те ще бъдат използвани за събиране на далечното звездите и да се съсредоточи своите инструменти за анализ. Всички тези огледала вече са готови и съвършени, направен точно навреме. В края на събранието ще бъдат сгънати в компактен дизайн, за да се работи на разстояние от повече от 1 милион километра от Земята до точката на L2 Лагранж, а след това се включи автоматично, за да образуват структура на пчелна пита, която в продължение на много години, ще събере Изходящ светлина. Това е наистина нещо красиво и успешен резултат от усилията на много титанични специалисти.

Куфар близко инфрачервено

"Webb" е оборудвана с четири научни инструменти, които са готови за 100%. Основната камера е камера на телескопа в близост до IR спектър от видимата светлина до тъмно оранжево-инфрачервена област. Той ще осигури безпрецедентна картина от най-ранните звезди, най-малките галактики, които са все още в процес на формиране, млади звезди на Млечния път и близки галактики, стотици нови обекти в пояса на Кайпер. Тя е оптимизирана за директен изображения на планети около други звезди. Това ще бъде основната камера, използвана от повечето наблюдатели.

Близо инфрачервен спектър

Този инструмент не само разделя светлината на отделни дължини на вълните, но е в състояние да направи това за повече от 100 индивидуални обекти в същото време! Това устройство е универсално спектрограф "Уеб", който може да работи в три различни режими спектроскопия. Тя е построена от Европейската космическа агенция, но много компоненти, включително датчици и мулти-клапан батерия, предоставени от Центъра за космически полети. Goddard (НАСА). Това устройство е тествано и е готов за монтаж.

Средата на инфрачервена инструмент

Устройство да се използва за широколентов изображения, т.е. той се получава чрез най-впечатляващата изображението с всички инструменти "Webb". От научна гледна точка, че ще бъде най-полезен при измерването на протопланетен дискове около млади звезди, измерване и визуализация с безпрецедентна точност Пояс на Кайпер предмети и прах отопляват с звездна светлина. Той е единственият инструмент, с криогенно охладен до 7 K. В сравнение с космическия телескоп Спицер, това ще подобри резултатите в 100 пъти.

Без паузи спектрограф NIR (NIRISS)

Устройството ще се произвеждат:

• широко-спектроскопия в близката инфрачервена област на дължина на вълната (1.0 - 2.5 микрона);
• Grism спектроскопия един обект във видимия и инфрачервения диапазон (0,6 - 3,0 микрона);
• маскиране апертура интерферометрия при дължини на вълните на 3,8 - 4,8 микрона (където очаква първите звезди и галактики);
• проучване на цялата зрителното поле на най-разнообразни.

Този инструмент е създаден от канадската космическа агенция. След преминаване криогенно тестване той също ще бъде готов да се интегрират в гнездото за оборудване на телескопа.

sunshield

Космически телескопи те все още не са назначени. Един от най-плашещи аспекти на всеки начинаещ е да се използва изцяло нов материал. Вместо охлаждане на целия космически кораб активно използване на разполагаемия консуматив хладилен агент, телескоп James Webb използва изцяло нова технология - 5-слой слънце щит да се разгърнат, за да отрази слънчевата радиация от телескопа. Пет 25-футови листове от титанови пръти са свързани и инсталирани след разгръщане на телескопа. Защитата е била тествана през 2008 и 2009. Пълен мащаб модели, участващи в лабораторни тестове, извършени всички те трябваше да направим тук, на Земята. Това е една красива иновациите.

В допълнение, той също е невероятна концепция: не просто да блокира светлината от слънцето и сложи телескоп в сянка, и да го направи така, че цялата топлина се излъчва в посока, обратна на ориентацията на телескопа. Всяка от петте слоеве във вакуумна пространство ще стане студен като разстоянието от външната страна да бъде малко по-топла от температурата на повърхността - около 350-360 K. температура последния слой трябва да падне до 37-40 К, която е по-студена от повърхността през нощта Плутон.

Освен това, значителни предпазни мерки, предприети, за да го предпази от неблагоприятна среда на дълбокия космос. Едно от нещата, че ще бъдат засегнати тук са малки камъчета размер камъче, пясък, прах и още по-малко чрез междупланетното пространство летят със скорост от десетки или дори стотици хиляди км / ч. Тези микрометеорити са в състояние prodelyvat малки, микроскопични дупки във всичко, с които се сблъскват: космически кораби, космически костюми, огледала, телескопи и много други. Ако огледалото ще има само вдлъбнатини и дупки, леко намаляване на количеството на разположение "добра светлина", слънчев панел може да бъде разкъсан от край до край, което ще направи целия слой безполезни. За борба с този феномен е бил използван брилянтна идея.

Всички слънчева щит е разделен на секции, така че, ако има малка разлика в една, две или дори три от тях, слоят не ще се скъса по-далеч, като фрактура на предното стъкло на колата. Разделянето ще запази цялата структура на цялото, че е важно да се предотврати влошаване.

Космически: система за контрол, монтаж и

Това е обикновен елемент, тъй като има във всички космически телескопи и научни мисии. В JWST е уникален, но и напълно подготвени. Всичко, което е останало е главен изпълнител на проектната компания Northrop Grumman, - пълен щит, да се групират на телескопа и да го проверим. Устройството ще бъде готова да започне през 2 години.

10 години от откриването

Ако всичко върви добре, човечеството е на прага на големи научни открития. Завесата на неутрален газ, който все още е засенчена преглед на най-ранните звезди и галактики, е решен инфрачервени възможности "Уеб" и огромния му блясък. Това ще бъде най-голямата и най-чувствителен телескоп с голяма дължина на вълната от 0,6 до 28 микрона (човешкото око вижда от 0.4 до 0.7 микрона) на все изградени. Това се очаква да осигури десетилетие на наблюдения.

Според НАСА, терминът мисията "Уеб" ще бъде от 5.5 до 10 години. Тя е ограничена до размера на гориво, необходимо за поддържане на орбита, както и електроника живота и оборудване в суровите условия на космоса. Орбиталният телескоп James Webb ще носи запас от гориво за целия срок от 10 години и 6 месеца след старта ще бъдат тествани, за да се гарантира на полета, което гарантира 5 години научна работа.

Какво би могло да се обърка?

Основният ограничаващ фактор е количеството гориво на борда. Когато приключи, спътникът ще изгубим точка L2 на Лагранж, идващи от като хаотична орбита много близо до Земята.

Това кома, може да се появи и други проблеми:

• огледала деградация, която се отрази на размера на събраната светлина и да се създаде артефакти, но няма да навредят на по-нататъшното функциониране на телескопа;
• повреда на част или общата слънчева екран, който ще повиши температурата на кораба, и стеснява използва дължина на вълната на много близка инфрачервена област (2-3 микрона);
• охлаждане срив на системата инструмент средата на IR спектър, което го прави негоден за употреба, но не оказва влияние върху другите инструменти (0.6 до 6 микрона).

Най-трудната теста, който очаква Джеймс Уеб телескопа - изстрелване и инжектирането в желаната орбита. Именно тези ситуации са били тествани и преминали успешно.

Революция в областта на науката

Ако телескоп James Webb ще работи в нормален режим, горивото е достатъчно, за да се гарантира, че работата му 2018-2028. Освен това, съществува потенциал за зареждане с гориво, което ще удължи живота на телескопа за още едно десетилетие. Точно както "Хъбъл" е бил управляван в продължение на 25 години, JWST ще осигури поколение революционна наука. През октомври 2018 г. ракета "Ариана 5" ще обикаля около бъдещето на астрономията, която, след като повече от 10 години на усилена работа вече е направено, за да започне да дава плодове. Бъдещите космически телескопи почти пристигнали.